抗旱耐盐小麦新品种选育方法

钮力亚 王伟伟 于 亮 王奉芝 陆 莉 王 伟

（沧州市农林科学院 河北沧州061001）

目前土壤盐渍化是制约粮食生产的主要因素之一，中国盐碱土壤分布广，土壤盐渍化极大程度的制约着干旱半干旱及滨海地区的农业发展，更由于土地利用不当，部分国家和地区还在不断产生次生盐渍化土壤。我国1亿hm2可耕地，其中盐渍化耕地面积为666万hm2左右，另外约有3 333万hm2盐碱荒地[1]。水资源日益贫乏，盐碱旱地面积有增无减。土壤盐渍化与水资源短缺成为全人类日益面临的严重生态问题，是制约农作物产量提高农业发展的重要限制因素。

目前，改良盐碱土壤是一个长期而艰巨的任务，选育抗旱耐盐碱小麦品种是最有效快捷的方法，因此，耐盐育种愈来愈受到人们的重视，在选育耐盐作物品种时，利用现有的耐盐性较强的种质资源作为亲本材料，通过杂交技术手段选育后代，使得耐盐性状得以表现，从而选育出具有耐盐性的综合性状非常优良的品种。传统的育种方法在选育过程中盲目性较大，目标基因不易表达，笔者根据国内外生态育种的经验[2-3]，结合多年抗旱耐盐碱小麦育种实践，总结创立了多生态条件两圃交叉育种的耐盐育种方法，应用于冬小麦抗旱耐盐碱丰产新品种选育，利用现有的育种技术先后育成了多个不同类型的抗旱耐盐小麦品种，例如沧麦6002、沧麦6003、沧麦6005等十几个品种，并用于生产，育种成效显著。

1 小麦抗旱耐盐育种的理论基础

小麦耐盐性状是多基因控制的数量性状，是由遗传性和环境因素共同作用的结果[4]，其表现型受作物多个性状的综合作用。迄今为止，国内外学者从小麦形态结构、生理生化机制及分子水平等方面对其耐盐性及其相关性状都进行了大量研究，对小麦抗旱耐盐育种有一定的指导意义[6-8]。

2 抗旱耐盐育种技术路线

传统的育种方法只是对单一性状的改良，选择范围窄、品种适应地区较少，局限性大，随着经济水平、栽培技术、市场结构及育种水平提高等条件的变化，新老品种接替需求越来越强烈，小麦育种是改变现状的唯一途径。目前随着人们生活条件的改善，对小麦的性状要求也在发生着变化，促使小麦育种方法不断的更新，对抗旱耐盐碱小麦育种的需求也进入了一个新的阶段，同时抗旱、耐盐、高产、高效、优质小麦新品种的选育难度也增加了，只依靠传统方法、单一育种环境很难实现育种目标，目标性状在选育过程中不能充分表达，选育难度加大。基于以上原因，我们结合育种实践创新的完成了多种生态条件下的交叉选择，这种育种方法增强了小麦选择的生态条件在自然选择和人工选择上的压力，后代材料在多种生态条件下进行抗逆性的选择鉴定，同时对主要病害（锈病、白粉病等）的抗性进行接种或田间自然鉴定。这种育种方法有利于抗旱、耐盐、高产小麦基因型充分表达并促进耐盐、抗旱性状基因重组和选择。解决了选择的盲目性及效率低的问题，促进后代变异向有利的方向发展，从而选育出符合育种目标的抗旱耐盐性与丰产性的小麦品种，提高小麦育种选择效率和选择的可靠性。促进多基因融合，优良农艺性状充分表达，使多抗基因与丰产基因有效结合，协调品种抗逆性与高产的矛盾，这是传统育种方法难以实现的，育成的抗旱耐盐碱小麦新品种解决了该区抗旱耐盐品种缺乏的问题，对保证河北省中低产麦区小麦丰产稳产意义重大。

3 组合配置的规范性

选育抗旱耐盐碱小麦新品种，首先应选择遗传基础丰富的亲本，且父母本性状既能互补又基本上无血缘关系，这就丰富了小麦基因，使多种基因结合的频率提高，从而提高了组合配制的有效性和育种效率。

4 两圃平行抗旱耐盐小麦品种的选择鉴定程序

每个品种都是在一定的生态条件下根据育种目标选育出来的，没有哪一个品种能适应所有地区和一切栽培方法，只是个别品种的适应性广、种植范围宽。抗旱耐盐品种首先要耐受盐碱能力较强，且具有丰产性，为了提高抗旱耐盐性品种选育效率，设定了育种场圃，在传统育种的基础上建立了逆境与非逆境场圃交叉育种方法，根据小麦育种目标要求，将小麦选种场圃分为逆境（旱碱地）、非逆境（水浇地）两种选种场圃，逆境、非逆境两圃处理后代材料，进行逆境、非逆境两种选种圃平行种植交叉选择，根据后代材料在两圃的综合表现，选出重点材料组合并确定选择方向。后代材料处理采取两圃平行种植交替胁迫选择的方法，稳定品系的同时进行多重鉴定，选出符合育种目标要求的优良品系进入区域试验。对于后代的选择采用了多生态同步、水旱条件交替选择的育种策略，并建立了具体选择程序。

F1代按组合在逆境、非逆境两种种植圃下平行种植，以当地水肥地和旱碱地推广品种为对照，明确抗逆性强的组合。

F2代按组合点播继续采取逆境非逆境、两圃平行种植，明确选择目标，根据株系在田间的表现选出不同生态适应性的品种，可以分为3种选择类型：一是抗旱耐盐碱型，即在逆境圃表现为抗旱耐盐碱性突出、分蘖力强、长势好的品系；二是喜肥水丰产型，即在水地表现抗倒矮秆、穗部性状好、耐水喜肥；三是在水地、旱碱地表现抗逆性突出、丰产性好。

F3和F4代选单株，按株系在逆境、非逆境圃种植选择，选育具有较高产量潜力，又具有多种抗逆性的优良品种。同时进行抗病性的鉴定，选出生长势强、分蘖力强、植株健壮、存活率高、落黄好、籽粒饱满的株系进入下一年鉴定。

F5代选株系，根据育种目标选择，多圃生态条件下交叉种植鉴定材料的抗逆性、丰产性、适应性，筛选出适宜不同生态条件的小麦品系，进行多点鉴定，进入品种试验。

5 叠氮化钠化学诱变抗旱耐盐育种方法

该育种方法以叠氮化钠（NaN3）为诱变剂，改进选种场圃设置，突破了单一场圃选种的局限性，选用两种场圃交替选种育种，具体方法步骤如下：①低温适应，取若干种子，用自来水稳定在0～4℃浸泡16 h；②使用20℃自来水冲洗4遍，然后在20℃下用自来水浸泡4 h；③使用去离子水冲洗4遍后，加入去离子水，然后加入1 mol/L KH2PO4（pH 3.0），摇匀；④置于通风橱中加入1 mol/L NaN3溶液，该溶液以去离子水作为溶剂，混合充分；⑤每0.5 h晃动1次；⑥2 h后倒出溶液，用自来水冲洗0.5 h；⑦取出种子于通风橱中用纸巾晾干后播种，种子在纸袋中可保存2周。

设施鉴定小麦的耐盐性：①将诱变材料种植在0.4%的盐池，在盐胁迫下采用自然选择和人工选择筛选出耐盐突变体；②选出的耐盐突变材料在旱盐选种圃按株行种植，在盐逆境胁迫下进行筛选并扩繁种子；③根据抗旱耐盐小麦育种目标要求设置选种圃，选种圃设逆境和非逆境两种种植圃，逆境圃利于后代材料耐盐、抗旱、高产性状的充分表达，非逆境利于和逆境圃形成对比来对小麦的丰产性进行选择；④入选后代交替选择培育，突变材料分别在旱盐圃和非逆境圃进行鉴定筛选，稳定优良株系进入产比试验；⑤设施鉴定、室内鉴定及逆境、非逆境两种选种圃交叉种植可对较稳定的耐盐品系进行多生态条件多层次的鉴定，可准确的评价品系的抗旱耐盐性、丰产性以及适应性，为新品系的合理利用提供可靠依据，鉴定筛选出耐盐、抗旱、高产小麦品系进入品种审定程序。

6 开放式聚合轮回选择抗旱耐盐育种方法

①搜集优异种质资源，在众多育种材料中搜集优异材料；②以矮败材料为核心种植，采用开放式半包围种植方式进行种植；③在核心材料的前后左右种植优异的不同类型的种质资源，在自然条件下授粉及杂交；④将可育株标记并记录，等成熟后将不育株混合收获；⑤每一世代都加入不同类型的材料进行聚合轮回；⑥可育株后代交替选择培育，分别在旱盐圃和非逆境圃进行筛选，稳定优良株系进入产比试验；⑦鉴定筛选出的耐盐、抗旱、高产小麦品系进入品种审定程序。

7 小结

培育具有抗旱耐盐碱、高产广适性、稳产性品种的有效方法就是要打破传统方法，突破单一环境选择，使得群体性状变异范围扩大，有利于选择。受自然选择和人工选择共同作用，使后代材料变异范围变宽，选择压力增强，在双重选择的压力下有利于变异向有利的方向发展，促进后代材料能结合抗逆性和丰产性，提高品种的适应性、选择效率及选择的可靠性。由于上述育种方法是在两种不同的生态条件下选择的交叉育种方法，可省去对小麦的抗旱耐盐碱等性状的初级鉴定，大大缩短了育种周期，提高了育种效率及费用。进行多点鉴定、两圃平行鉴定多生态环境交替选择，不仅增加了多抗性基因型选择的概率，同时有利于品种有效基因的结合，实现了品种抗逆性、广适性、丰产性的有机统一。

在小麦抗旱耐盐育种过程中，将田间评判和综合评价相结合，根据育种目标将品种的农艺性状与产量性状在不同生境条件下进行综合评判，为快速有效地选育抗旱耐盐碱小麦品种提供了理论基础及科学依据。